Comunicación presentada al VI Congreso Edificios Energía Casi Nula
Autores
- Bega Clavero, Arquitecta Técnica, Passivhaus Tradesperson, Progetic
- Oliver Style, Consultor Passivhaus, Director, Progetic
Resumen
Se exponen brevemente lecciones aprendidas en la consultoría y el control de ejecución en edificios ECCN, repasando los principios del diseño sostenible y estrategias de climatización. El artículo analiza los siguientes aspectos: el factor de forma como herramienta para dimensionar aislamientos a coste óptimo; las tipologías de tablero OSB para garantizar la hermeticidad al aire en sistemas constructivos de madera; el reto de la hermeticidad al aire en carpinterías singulares; y finalmente valora tipologías de sistemas de ventilación y climatización y las claves para su correcto funcionamiento.
Palabras clave
EECN, Factor de Forma, Aislamiento Térmico, Hermeticidad al Aire, Ventanas Correderas, Ventilación Mecánica, Climatización
Introducción
La Directiva Europea de Eficiencia Energética de Edificios 2010/31/CE, señala que todos los edificios de nueva construcción deben ser un ECCN para finales del año 2020, aunque lo deberían ser todos, sin distinguir entre rehabilitaciones o de nueva planta.
El diseño y ejecución de ECCN ha pasado durante la última década de ser proyectos pioneros y excepcionales, a una realidad cada día más cercana a todos los profesionales del sector de la construcción, desde diseñadores y consultores, hasta constructores y operarios. Las normativas nacionales se acercan a los parámetros de eficiencia que exige la Directiva, haciendo que todo tipo de proyectos arquitectónicos se empiecen a concebir como edificios de muy bajo consumo energético.
A lo largo de estos años de transición y generalización de la eficiencia energética en la arquitectura, hemos ido acumulando experiencias como consultores energéticos. ¿Qué hemos apreciado? ¿Qué hemos aprendido? ¿Qué retos consideramos para el futuro próximo?
El factor de forma y el aislamiento
Como consultores EECN, solemos trabajar en base a un anteproyecto o un proyecto básico, cuando la forma y volumetría del edificio ya están determinadas, a veces sin tener en consideración su importancia al momento de proyectar un edificio de alta eficiencia energética. Dicho diseño influye en el comportamiento energético del edificio, entre otros factores, mediante la compacidad, que se mide con el factor de forma. Éste se define como la relación entre la superficie de la envolvente térmica y la superficie de referencia energética:
Factor forma = Senvolvente (m2) / SRE (m2)
A menor valor de factor de forma, menor superficie de envolvente expuesta a pérdidas energéticas por m2 de superficie útil, y, por tanto, mayor eficiencia de nuestros cerramientos.
Hemos comparado algunos de los proyectos realizados hasta la fecha, según su tipología y los espesores de sus cerramientos, estableciendo un aislamiento equivalente para todos los proyectos con una conductividad térmica de 0,040 W/m·K, para que la comparativa no se distorsione por aislamientos con conductividades térmicas diferentes.
Edificios plurifamiliares
Se han analizado los datos de 3 edificios plurifamiliares EECN, de entre 3 y 5 plantas, construidos en las localidades de Girona, Puigcerdà y Donostia – San Sebastián:
Las gráficas indican una correlación clara: a mayor factor de forma, mayor espesor de aislamiento en los cerramientos opacos, así como una transmitancia Uwinstalada media menor en el caso de las ventanas. Lógicamente hay otros factores que influyen, tal como la orientación, el diseño pasivo solar, los puentes térmicos, y la inercia térmica, que pueden permitir una reducción en las prestaciones de los cerramientos, si se optimizan en la fase de diseño.
Edificios Unifamiliares
De las viviendas unifamiliares, el estudio se ha acotado a 9 viviendas, ubicadas en la provincia de Barcelona, a una altura media de 241 m sobre el nivel del mar:
Aunque la tendencia es similar a los plurifamiliares, el caso de las unifamiliares es más complejo: se observan ciertas anomalías y casos en que el factor de forma no parece ser tan determinante en el espesor de aislamiento ni en las prestaciones de la ventana. Esto se debe a la influencia de otros factores tal como como la orientación, el diseño pasivo solar, los puentes térmicos, la inercia térmica, la radiación solar y las sombras que provoca el entorno del edificio, etc.
Observando las gráficas anteriores, queda evidente que se puede reducir espesores de aislamiento y prestaciones de las ventanas si diseñamos edificios de mayor compacidad. Normalmente existe un pequeño sobrecoste en obra al diseñarlo bajo los parámetros EECN pero, ¿por qué no usar una herramienta como el factor de forma para optimizar los costes de construcción y llegar al objetivo EECN a sobre coste cero?
El blower door no engaña
En la construcción en entramado de madera, es común utilizar el panel OSB estructural como capa hermética. Esta doble función del panel, hace que la definición de su clase y su espesor se haga, no solamente por la clase de uso y esfuerzos estructurales que tenga que soportar, sino también por el grado de infiltraciones de aire que requiera el edificio. El Instituto Passivhaus publicó el siguiente gráfico de un estudio realizado entre varios fabricantes y tipologías de OSB [4]:
Aunque se observa que el grado de infiltraciones depende principalmente del fabricante, los tableros OSB 4 de 22 mm de espesor son los que presentan un grado menor. En la práctica, nos hemos encontrado casos donde, al reducir el espesor del OSB por cuestiones económicas, se ha comprometido la hermeticidad.
Tomando en cuenta que la hermeticidad al aire de los tableros OSB varía por fabricante, podemos concluir que el OSB 3 de 18 mm es apto para conseguir una hermeticidad al aire de n50 ≤ 0,6 ren/h, siempre y cuando el sellado entre tableros y entre el resto de elementos se ejecute con cuidado y rigor.
La hermeticidad de las correderas
La industria de la fabricación de carpinterías ha experimentado un gran avance cualitativo en los últimos años. De tener problemas para encontrar en el país perfiles para triple vidrio, hemos pasado a productos muy sofisticados en madera, aluminio, PVC y mixtas.
Las correderas se convierten en el tipo de perfilería que, aun habiendo mejorado sus prestaciones hasta Clase IV de hermeticidad al aire con las oscilo-paralelas y las elevables, requieren más atención cuando diseñamos las aperturas de un edificio. Después de presenciar tests Blower Door en edificios con correderas, concluimos que, para garantizar la hermeticidad, éstas deben tener como mínimo una hoja fija, y si son de varias hojas, que la fija quede en la posición central para que el cierre entre hojas fija y móvil sea hermético.
A continuación, comparamos los resultados de 3 edificios, dos con correderas de una sola hoja móvil y otra fija, y otro con 3 hojas correderas móviles:
Climatización y ventilación, juntas pero no revueltas
Una corriente en el diseño de las instalaciones de edificios ECCN, es la de unir en una misma instalación el sistema de ventilación y el de climatización. A lo largo de años de experiencia en el diseño y la ejecución de instalaciones hemos constatado que no es recomendable climatizar mediante el aire de ventilación en climas húmedos y/o cálidos. Estos sistemas, que se basan en incorporar una batería de agua en el sistema de ventilación, tienen una potencia limitada, que en climas cálidos difícilmente llega a cubrir la carga de refrigeración, sobre todo en momentos de alta ocupación y durante olas de calor.
Por otra parte, se plantea la idoneidad de los sistemas radiantes y refrescantes en los edificios Passivhaus. Recomendamos que, si se instalan este tipo de sistemas en edificios Passivhaus, sean de baja inercia térmica, para conseguir una respuesta térmica más rápida del sistema a un requerimiento puntual de climatización, como, por ejemplo, una semana nublada sin radiación solar incidente en invierno. Para la refrigeración mediante sistemas radiantes, es imprescindible diseñar un sistema de deshumidificación por recirculación, independiente de la ventilación, y un control fiable de la temperatura del agua de impulsión para que la superficie radiante quede por encima de la temperatura del punto de rocío y se evitan condensaciones.
Discusión y conclusiones
Después de este breve repaso por lecciones aprendidas en el diseño y construcción de edificios EECN, podemos concluir que, aun habiendo caminado mucho en estos últimos años, queda mucho camino por andar. La clave para poder mejorar en el diseño y la ejecución de edificios EECN la encontramos en recopilar y difundir experiencias, soluciones y proyectos entre los técnicos y empresas del sector.
Referencias
- www.plataforma-pep.org/estandar/ejemplos-ph
- www.passivehouse-database.org/index.php#s_67ac91744be6b20576d645f2c189fbcd
- www.elrondburrell.com/blog/passivhaus-heatloss-formfactor/
- Peper, Søren; Bangert, Armin; Bastian Zeno; 2014, Integrating wood beams into the airtight layer, Passivhaus Institut, Darmstadt.